PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Termodynamika iontových kapalin: experimentální stanovení a modelování tepelné kapacity

Školitel: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

Školitel specialista: Ing. Zdeněk Wagner, CSc.

Laboratoř separačních procesů Eduarda Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem této práce bude získat experimentální data o isobarické tepelné kapacitě v závislosti na teplotě pro ucelenou sadu vybraných iontových kapalin. Tyto organické soli se vyznačují velkou variabilitou struktur, která má výrazný vliv na jejich termofyzikální vlastnosti. Právě tento vliv bude studován v této práci, přičemž struktury iontových kapalin budou vybrány tak, aby o něm vypovídal co nejjasněji. Naměřená data budou kriticky vyhodnocena pomocí metod založených na matematické gnostice a dále využita pro modelování a nalezení jednoznačného vztahu mezi strukturou a tepelnou kapacitou.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, nebo organické chemie;
• základy programátorské gramotnosti a zkušenosti s Linuxem výhodou;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Interakce specifických iontových kapalin s oxidem uhličitým

Školitel: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

Laboratoř separačních procesů Eduarda Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Navrhovaná doktorská disertační práce se bude zabývat studiem interakce specifických iontových kapalin s oxidem uhličitým z hlediska pochopení vlivu struktury těchto materiálů na fázovou rovnováhu s CO2, ale také z hlediska jejich možných aplikací pro záchyt CO2 nebo v přípravě reverzibilních gelů. Cílem práce bude tedy připravit ucelenou sadu takovýchto iontových kapalin, která bude vybrána na základě předběžného screeningu pomocí modelu COSMO-RS. Syntetizované iontové kapaliny pak budou charakterizovány z hlediska jejich termofyzikálních vlastností a budou stanoveny fázové rovnováhy v jejich směsích s CO2. Experimentální data budou nakonec popsána vhodnými termodynamickými vztahy.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, nebo organické chemie;
• základy programátorské gramotnosti a zkušenosti s Linuxem výhodou;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Modelování interakce terpenů s vodním aerosolem pomocí COSMO-RS

Školitel: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

Laboratoř separačních procesů Eduarda Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Terpeny jsou skupina chemických látek přirozeně se vyskytujících v ovzduší, do kterého se uvolňují z rostlin a zeleně. Tento projekt se obecně zaměřuje na jejich roli ve vzniku sekundárních organických aerosolů (SOA), a to z hlediska pochopení jejich interakce s vodním aerosolem. Konkrétním cílem této disertační práce bude modelování této interakce pomocí metodologie COSMO-RS predikcí rozdělovacích koeficientů voda-vzduch a sorpce terpenů na povrchu kapek vodního aerosolu.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, nebo organické chemie;
• základy znalosti modelu COSMO-RS, programátorské gramotnosti a zkušenosti s Linuxem výhodou;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Využití mikrovlnné fotochemie při přípravě polyaromatických látek

Školitel: Dr. Ing. Vladimír Církva

Oddělení analytické a materiálové chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Projekt spočívá v propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. UV záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových lamp.

Cílem projektu je základní výzkum vlivu mikrovlnného záření na průběh cis-trans fotoizomerace a fotocyklizace stilbenů a o-terfenylů, které následně vedou k derivátům fenanthrenu, trifenylenu, fenacenu, helicenu či k jejich heteroanalogům.

Uchazeč by měl být experimentálně zručný a prakticky obeznámený s organickou syntézou.

Literatura:

1. Církva V.: Microwaves in Photochemistry and Photocatalysis. V knize: Microwaves in Organic Synthesis, 3^rd Edition, kap. 14. (de la Hoz, A. and Loupy, A., Eds.), pp 563-605, Wiley-VCH, Weinheim 2012.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Dendrimery s chirální periferií

Školitel: Ing. Petra Cuřínová, Ph.D.

Školitel specialista: Ing. Tomáš Strašák, Ph.D.

Oddělení analytické a materiálové chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Karbosilánové dendrimery představují zajímavé funkční molekuly s řadou aplikací. Jejich aplikační potenciál je ale možno dále zvýšit funkcionalizací jejich periferní sféry chirálními molekulami. Takto substituované dendrimery mnohou nalézt uplatnění např. v separačních technikách, v konstrukci sensorů nebo v asymetrické katalýze. Součástí projektu bude syntéza a charakterizace vhodně substituovaných dendrimerů umožňující jednoduchou transformaci jejich periferních částí (např. vytvořením esterové či karbamátové vazby, pomocí click-reakce, aj.) a dále transformace chirálních látek, tak aby byla umožněna jejich reakce s koncovými skupinami achirálního karbosilánového jádra, přičemž tyto molekuly budou voleny s ohledem na jejich pozdější aplikaci.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie nebo technologie;
• systematický, kreativní a samostatný přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Nanostruktury silicidů kovů: Zcela nové materiály pro budoucí aplikace

Školitel: RNDr. Vladislav Dřínek, CSc.

Oddělení katalýzy a reakčního inženýrství

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Silicidy kovů mají jako zvláštní skupina materiálů výhodu v kompatibilitě se stávající křemíkovou technologií. Vlastnosti těchto slitin jsou přitom jedinečné a mají aplikační záběr od optoelektroniky, skladování energie, spintroniku až po hologramické záznamy. Tyto vlastnosti jsou navíc ovlivněny i velikostí struktur, které jsou připravovány; jednak poměrem povrch/objem a pak vlastními kvantovými jevy, např. když je elektron jen částečně lokalizován v nanočástici.

Nanostruktury (nanodráty, nanodestičky...) silicidů vybraných kovů budou připravovány standardní CVD a laserovou ablací. Řada dostupných analytických technik (Raman, UV/VIS, FTIR, fluorescenční a XP spektrometrie, SEM, EDX, voltametrie...) na ústavu umožní zjistit případný aplikační potenciál těchto nanostrukturovaných materiálů.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky nebo chemie;
• samostatnost;
• experimentální zručnost.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE

Stereodirektivní efekty zavedení fluoru do poloh C-3 a C-4 2-azidohexopyranosových donorů

Školitel: Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Oddělení materiálové a analytické chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Stereoselektivní syntéza glykosidické vazby zůstavá hlavní obtíží při přípravě komplexních glykostruktur. Vliv substituentů v nevicinálních polohách pyranosového cyklu na stereoselektivitu glykosylace je stále více uznáván. Předmětem tohoto doktorského projektu je proto výzkum, jak náhrada hydroxylu fluorem v polohách C-3 a C-4 2-azido-2-deoxyhexopyranosových glykosyldonorů ovlivní stereoselektivitu glykosylace vybraných glykosyl akceptorů. Fluorované glykosyl donory na bázi thioglykosidů a trichloracetimidátů budou připraveny ze známých fluorovaných 2-azidopyranos a jejich stereodirektivní efekty porovnány s analogickými nefluorovanými O-benzyl a O-acetyl donory. Získané poznatky budou využity při vývoji stereoselektivní 1,2-cis glykosylace s uvedenými donory a aplikovány na přípravu regioselektivně fluorovaných analog nádorového TN antigenu nezbytných pro syntézu fluorovaných protinádorových vakcín.

Literatura:

1. Nigudkar, S. S.; Demchenko, A. V. Chem. Sci. 2015, 6, 2687-2740.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie nebo organické technologie.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE

Příprava ruthenium-sacharidových konjugátů jako cytostatik se zvýšenou selektivitou pro rakovinové buňky

Školitel: Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Oddělení materiálové a analytické chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Nádorové buňky vykazují drasticky vyšší příjem glukosy než buňky zdravých tkání a tento jev je doprovázen vyšší expresí transportérů glukosy (GLUT) v cytoplasmatické membráně nádorových buněk. Bylo prokázáno, že navázání cytostatické látky na molekulu glukosy může vést k zvýšení účinnosti a selektivity protinádorového účinku díky specifickému transportu konjugátu do nádorových buněk prostřednictvím GLUT. Cílem doktorského projektu je příprava cytostatických ruthenium-arenových komplexů regioselektivně navázaných přes arenový ligand na hydroxyl glukosy a dalších relevantních monosacharidů, přitom bude využito všech možných pozičních izomerů (C1-C6) aren-glukosového ligandu. Ve spolupráci s Masarykovým onkologickým ústavem bude pak stanovena cytostatická activita připravených komplexů.

Literatura:

1. Patra, M.; Awuah, S. G.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12541.
2. Calvaresia, E. C.; Hergenrother, P. J. Chem. Sci., 2013, 4, 2319.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie nebo organické technologie.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ / ANORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Mikroreaktory a mikrofotoreaktory pro syntézu speciálních chemikálií

Školitel: Doc. Dr. Ing. Petr Klusoň

Školitel specialista: Ing. Petr Stavárek, Ph.D.

Oddělení katalýzy a reakčního inženýrství

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Projekt je zaměřen na mikroreaktorové technologie pro získávání tzv. fine chemicals (v češtině se užívá výraz chemické speciality). Ty se zejména v oblasti farmaceutického průmyslu stále ve většině vyrábějí kampaňovitě ve vsádkových reaktorech. V posledních letech se i zde začaly objevovat tzv. mikroreaktorové platformy. Mohou nabývat podoby vsádkového systému, většinou se však jedná o průtočná zařízení s různými typy předřazených a navazujících procesních uzlů, opět v mikro provedení. Výjimkou nejsou ani různé typy fotoreaktorů, které opět pracují v kontinuálním režimu, zpravidla se štěrbinovou geometrií. Moderní mikroreaktorové platformy jsou vybaveny jedinečně přesnými regulačními a řídícími členy a analytickými čidly. Mezi studované reakce budou patřit regioselektivní a stereoselektivní hydrogenace, oxidační reakce, dehydrogenace a esterifikace.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Termodynamika kapalných směsí: Stavové rovnice založené na molekulárních představách

Školitel: Prof. RNDr. Ivo Nezbeda, DrSc.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolůí

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Znalost stavového chování a fázových rovnováh kapalných směsí je jednou z neoddělitelných součástí pro návrh separačních zařízení. Na rozdíl od čistě empirických stavových rovnic umožňují stavové rovnice založené na molekulárních představách i spolehlivou extrapolaci do oblasti termodynamických podmínek špatně přístupných či vůbec nepřístupných laboratorním experimentům (z důvodu technických či bezpečnostních problémů). Cílem doktorské práce je získat/odvodit semi-teoretické vztahy pro termodynamický popis kapalných směsí založené na molekulárním přístupu a aplikovatelné pro použití právě pro takové podmínky vyskytující se v geochemii, astrofyzice a pro látky s omezenou možností experimentů v laboratoři.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, chemického inženýrství;
• základy programování;
• zájem o bádání a přemýšlení.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Vliv vlastností mezifázového rozhraní na dynamiku bublin a kapek

Školitel: Sandra Orvalho, Ph.D.

Školitel specialista: Ing. Jiří Vejražka, Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Vícefázové systémy jsou četné jak v přírodě, tak v průmyslových aplikacích. Jejich chování závisí na vlastnostech rozhraní mezi fázemi. Pokud jsou přítomny povrchově aktivní látky (PAL), vlastnosti rozhraní nestačí charakterizovat povrchovým napětím, ale je nutné vzít v potaz též reologické vlastnosti rozhraní a rychlost adsorpce PAL. Děje, jakými jsou např. růst bubliny, její pohyb, přestup hmoty do bubliny nebo koalescence bublin, jsou velmi citlivé na změny v těchto méně známých vlastnostech fázového rozhraní.

V rámci tohoto studia bude uchazeč 1) charakterizovat adsorpci PAL měřením relevantních fyzikálně-chemických vlastností and 2) provádět experimenty týkající se dynamiky bublin (jejich pohyb, rychlost rozpouštění, koalescenci apod.). Kombinací těchto dvou přístupů bude usuzováno na vliv PAL na dynamiku bublin a na jejich vlivy na vícefázové systémy.

Typická práce zahrnuje měření povrchovým reometrem, pozorování bublin pomocí rychloběžné kamery, zpracování získaných dat v prostředí Matlab, stavbu jednoúčelových drobných zařízení pro prováděné experimenty a interpretaci získaných výsledků.

Uchazeč by měl být absolventem magisterského studia v oboru chemického, strojního inženýrství nebo fyzikální chemie, a měl by být schopen systematické a tvořivé práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Simulace proudění vícefázových systémů pomocí FLUENTu

Školitel: Doc. Ing. Marek Růžička, CSc., DSc.

Školitelé specialisti: Dr. Vít Orava a další

Oddělení vícefázových reaktorů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem této PhD práce je naučit se pracovat s numerickým nástrojem FLUENT v oblasti proudění více-fázových systémů, jako jsou např. probublávané kolony apod. Stane se tak formou řešení konkrétních úloh vybraných po vzájemné dohodě a v souladu s aktuálními výzkumnými potřebami našeho oddělení. Jedná se o pestrou problematiku od tvorby jednotlivých bublin na ponořených otvorech, přes hydrodynamické interakce v klastrech bublin, až po makroskopické chování plyno-kapalinové směsi v aparátech.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v oboru inženýrství, fyziky, matematiky;
• ovládání programu FLUENT;
• schopnost a ochota se učit a týmově pracovat.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Granulární média

Školitel: Doc. Ing. Marek Růžička, CSc., DSc.

Školitelé specialisti: Ing. L. Kulaviak, Ph.D., Ing. V. Pěnkavová, Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Granulární média (GM, dry, wet) představují samostatné skupenství hmoty (vedle: tuhého, kapalného plynného, plazmy) a svým chováním se mohou značně lišit od tekutin a tuhých látek (je to vícefázová soustava typu: tuhá látka - tekutina, obv. plyn). GM se ve stavu klidu a při pohybu řídí specifickými zákonitostmi, které dodnes nejsou plně známy a intenzivně se studují. Cílem této PhD práce je naučit se charakterizovat GM pomocí laboratorních metod (práškový reometr Freeman FT4) a predikovat jejich statické a dynamické chování (stabilita, tokovost, koheze, vnitřní tření, aj.). Stane se tak formou řešení konkrétních úloh vybraných po vzájemné dohodě a v souladu s aktuálními výzkumnými potřebami našeho oddělení. Uplatnění získaných poznatků je mnohostranné: práškové a zrnité materiály se vyskytují prakticky všude, jak v přírodě, tak v technologiích (chemické látky, farmaka, potraviny, stavební materiály, zemina, písky, sněhové vločky, geologie, apod.).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v oboru inženýrství, fyziky, matematiky;
• schopnost a ochota se učit a týmově pracovat.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Dynamika vícefázových soustav: kapalina-plyn-tuhá fáze

Školitel: Doc. Ing. Marek Růžička, CSc., DSc.

Školitelky specialistky: Ing. M. Zedníková, Ph.D., S. Orvalho Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Vícefázové disperzní soustavy se vyskytují všude kolem nás, jak v přírodě, tak v technologiích a průmyslových aplikacích (sedimentace, fluidace, plynokapalinové soustavy – probublávané kolony, flotační systémy, atd.). Díky své složitosti a aplikačnímu potenciálu představují seriózní výzvu pro základní výzkum v oboru vícefázové hydrodynamiky. V této disertační práci budou experimentálně i teoreticky studovány klíčové procesy probíhající v disperzích na malém měřítku (coalescence bublin, kolize bublina-částice v kapalině) a jejich důsledky pro režimy proudění disperzí ve velkém měřítku (probublávané kolony, flotační nádrže, apod.). Získané poznatky budou uplatnitelné v průmyslových aplikacích různého typu (chemický průmysl, ropný, potravinářský, metalurgický, farmaceutický, environmentální, atd.).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v oboru chemického inženýrství, nebo strojního inženýrství, nebo matematiky a fyziky;
• schopnost a ochota se vzděláva;
• kreativní přístup a týmová práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Nukleace, desaturace, pěny

Školitel: Doc. Ing. Marek Růžička, CSc., DSc.

Školitelky specialistky: Dr. S. Orvalho, Ing. M. Zedníková, Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem této PhD práce je studovat problematiku tvorby pěn. Typickou situací zde je uvolnění tlaku nad plynem nasycenou kapalinou obsahující surfaktant, heterogenní nukleace zárodků plynných bublin na kondenzačních jádrech v kapalině či stěnách nádoby, růst bublin, jejich vzestup k hladině a dynamika tvorby a rozpadu pěny. Nástroje pro tento výzkum jsou dva: laboratorní experiment a matematické modelování (kinetika, bilance).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání v oboru inženýrství, fyziky, matematiky;
• schopnost a ochota se učit a týmově pracovat.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Chemické složení atmosférických nanočástic a jeho dynamika

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Nanočástice (částice menší než 100 nm) tvoří většinu z celkového počtu částic v atmosféře, ale jen malou část jejich hmoty. Zároveň v sobě nesou nejvíce informací o svém původu. Tato informace je ale ztracena při běžných analýzách částic všech velikostí dohromady, neboť ty větší tvoří většinu hmoty. Nanočástice pocházejí z vysokoteplotních procesů (např. hoření) nebo jsou vytvářeny chemickými reakcemi následovanými kondenzací méně těkavých produktů (tzv. sekundární aerosol) přímo v atmosféře. Cílem této doktorské práce bude získání dat o chemickém složení nanočástic kombinací on-line a off-line analytických metod (AMS - aerosolová hmotnostní spectrometrie, IC, LC-MS). Získaná data budou použita pro určení zdrojů nanočástic v ovzduší pomocí receptorových modelů (zejména PMF).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ (Ing., Mgr.) s chemickým, environmentálním nebo meteorologickým zaměřením;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• samostatnost i schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE / ENVIRONMENTÁLNÍ VĚDY

Studium původu organických aerosolů v ovzduší

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Organické sloučeniny patří mezi hlavní složky atmosférických aerosolů („jedovatého prachu“). Protože množství organických sloučenin v aerosolu je nespočitatelné, používá se pro jejich kvantifikaci suma uhlíku nebo analýza menšího počtu sloučenin specifických pro jednotlivé zdroje. Další možností je analýza jednotlivých fragmentů získaných při on-line aerosolové hmotnostní spektrometrii nebo měřením absorpce světla o různých vlnových délkách. Ve všech případech se pak používá metod faktorové analýzy ke stanovení podílu jednotlivých zdrojů. Výsledky těchto analýz například mohou určit, zda přechod na spalování biomasy pro vytápění domácností nebo biopaliva u aut skutečně pomáhají zlepšit kvalitu ovzduší. Práce při odběrech vzorků budou kromě Prahy probíhat zejména na stanici Košetice na Českomoravské Vysočině, analýzy v laboratořích ÚChP.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ (Ing., Mgr.) s chemickým, environmentálním nebo meteorologickým zaměřením;
• systematický a kreativní přístup k práci s důrazem na detail;
• samostatnost i schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Komplexní studium mikrostrukturních vlastností pokročilých porézních materiálů

Školitel: Ing. Karel Soukup, Ph.D.

Oddělení katalýzy a reakčního inženýrství

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Navrhovaný projekt je zaměřen na metody a zásady komplexní charakterizace mikrostruktury pokročilých porézních látek. V rámci práce bude studována široká škála porézních materiálů s optimalizovanou sítí pórů zahrnující vzorky na bázi aktivního uhlí připraveného z biomasy, katalyzátory s hierarchizovanou strukturou pórů či nanovlákenné membrány připravené technikou elektrostatického zvlákňování. Transportní charakteristiky budou určeny z měření ve Wicke-Kallenbachově cele a metodou inverzní plynové chromatografie. Transportní charakteristiky budou stanoveny z provedených experimentů za využití modelu průměrného transportního póru. Zvláštní pozornost bude věnována detailní analýze mikroporézních látek, a to pomocí pokročilých texturních technik založených na teorii funkcionálu hustoty.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické technologie, chemické inženýrství nebo fyzikální chemie;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• ochota experimentovat a učit se nové věci.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ / ANORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Použití mikroreaktoru s meandrovým kanálem pro studium oxidačních reakcí v plynné fázi na heterogenním katalyzátoru

Školitel: Ing. Petr Stavárek, Ph.D.

Laboratoř separačních procesů Eduarda Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Mikroreaktory představují perspektivní zařízení, která pro své výhodné vlastnosti nacházejí uplatnění v mnoha chemických procesech. Náplní předkládaného tématu je studium katalytických oxidačních reakcí s použitím nového prototypu mikroreaktoru s meandrovým kanálem, vyvinutým na ÚCHP. Reakční prostor tohoto jinak kompaktního mikroreaktoru má geometrii meandrujícího kanálu o délce >3 m. Tato geometrie dovoluje, na rozdíl od běžných laboratorních reaktorů, studovat reakce nebo testovat katalyzátory za v podstatě totožných podmínek transportu hmoty a tepla jako v průmyslových reaktorech. Práce bude zahrnovat experimentální laboratorní testy s mikroreaktorem a modelovými reakcemi a zpracování získaných dat.

Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, organické chemie a také mít kladný vztah k práci na počítači, který je potřebný k osvojení si systémů sběru dat, jejich vyhodnocení a matematickému modelování. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ANORGANICKÁ CHEMIE

Syntéza a studium iontových sloučenin na bázi polyaromátů

Školitel: Ing. Jan Storch, Ph.D.

Školitel specialista: RNDr. Jaroslav Žádný, Ph.D.

Oddělení analytické a materiálové chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem této práce bude transformace některých derivátů helicenů [1] a fenacenů na prekurzory vhodné pro přípravu iontových sloučenin nesoucích motiv kondenzovaných polyaromátů (např. 1, 2, 3). Takto připravené sloučeniny budou sloužit pro přípravu funkčních povrchů [2] potenciálně využitelných např. v lékařské diagnostice. Zároveň bude intenzivně studována interakce některých z nich s některými biomolekulami (např. DNA). Tato část bude prováděna v úzké spolupráci s Univerzitou Palackého v Olomouci (Lékařská fakulta).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie/technologie;
• systematický a kreativní přístup k práci; schopnost týmové práce.

Literatura:

1. Žádný J., Velíšek P., Jakubec M., Sýkora J., Církva V., Storch J. Tetrahedron 2013, 69, 6213.
2. Storch J., Žádný, J., Strašák, T., Kubala, M., Sýkora, J., Dušek, M., Církva, V., Matějka, P., Krbal, M., Vacek, J. Chem. Eur. J. 2015, 21, 2343.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Syntéza organosilanových dendrimerů pro bioaplikace a materiálovou chemii

Školitel: Ing. Tomáš Strašák, PhD

Oddělení analytické a materiálové chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, 165 02 Praha 6-Suchdol

Tématem projektu bude návrh a syntéza nových typů dendrimerů, které by měly flexibilně naplňovat požadavky pro aplikace v materiálové chemii a biovědách (vlastní aplikace budou prováděny ve spolupráci s externím pracovištěm). V nově připravených organosilanových strukturách křemík, jako větvící prvek, bude propojovat organické řetězce s funkčními skupinami modulujícími vlastnosti dendrimeru, jako je polarita, lipofilita, biodegradovatelnost atd. Na vnitřní organoosilanové jádro bude navázána vnější vrstva (periferní generace dendrimeru), která bude plnit další funkce na základě požadavků konkrétní aplikace. Jako součást vnější vrstvy budou testovány např. kvartérní oniové skupiny, modifikované poly(ethylenglykoly) nebo různé cukerné deriváty. Součástí práce bude důkladná analýza produktů pomocí vhodných technik (NMR, HRMS, GPC atd.).

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie nebo technologie;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Nové selektory pro chirální stacionární fáze

Školitel: Ing. Jan Sýkora, Ph.D.

Školitel specialista: RNDr. Jaroslav Žádný, Ph.D.

Oddělení analytické a materiálové chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Separace racemických směsí hraje důležitou roli nejen v oblasti farmaceutického průmyslu, ale i na poli materiálové chemie, např. v molekulární elektronice. Přestože existuje celá řada komerčně dostupných chirálních stacionárních fází, jejich selektory jsou v drtivé většině postaveny na derivátech cukrů. V rámci tohoto ambiciózního postgraduálního projektu budou studovány nové chirální selektory, ať už na bázi přírodních látek, nebo dosud pro tento účel nepoužívaných molekul s helikální chiralitou (viz obr.). Práce bude zaměřena jak na přípravu a design samotných selektorů, tak na přípravu stacionárních fází a funkčních prototypů HPLC kolon, včetně testování jejich účinnosti na vybraných modelových látkách.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické chemie, nebo organické technologie;
• systematický, kreativní a samostatný přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Příprava sorpčních nanomateriálů se specifickými vlastnostmi

Školitel: Ing. Olga Šolcová, DSc.

Oddělení katalýzy a reakčního inženýrství

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Tato doktorská práce bude zaměřena na přípravu nanomateriálů vhodných pro selektivní sorpce různorodých kapalných látek. Studován bude vliv různých typů modifikací nejen na strukturní, ale také na funkční vlastnosti materiálů jako je např. hydrofobicita nebo hydrofilicita povrchu. Modifikace připravených sorbentů budou probíhat především za účelem zvýšení sorpční kapacity a zefektivnění selektivity. Sorbenty, které budou připraveny ve formě prášku nebo tenkých vrstev, budou dále charakterizovány řadou analýz i pomocí speciálních sorpčních experimentů. Zvláště budou studovány i zcela nové sorbenty tzv. maršmelounového typu schopné zcela oddělit například olej a vodu využitelné v environmetálních procesech.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organická technologie, fyzikální chemie nebo organické chemie;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• samostatnost a zodpovědný přístup;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Přístěnný skluz při toku reologicky složitých tekutin

Školitel: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

Školitel specialista: Ing. Věra Pěnkavová, PhD.

Oddělení vícefázových reaktorů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

V mechanice tekutin je poměrně častým jevem, že klasická okrajová podmínka úplného přilnutí kapaliny k obtékané stěně není splněna. Skluz běžné kapaliny na stěně je pozorován především pro extrémně hladké a hydrofobní povrchy. V případě toku reologicky složitých tekutin, např. mikrodisperzí, polymerních roztoků, či nanotekutin, se často uplatňuje tzv. zdánlivý přístěnný skluz vyvolaný vlivem snížení koncentrace mikrodisperze při stěně. Relativní skluzový a tokový příspěvek k celkovému kinematickému efektu závisí na geometrii toku. Tato skutečnost umožňuje stanovit jak skluzovou, tak tokovou materiálovou funkci z viskometrických měření provedených v senzorech s různou geometrií.

Cílem této práce bude studovat skluzové jevy pro různé typy tekutin a obtékaných povrchů (vliv materiálu a drsnosti). Experimenty budou využívat originální metodiku měření vyvinutou v našem oddělení (včetně nových viskometrických sensorů a programového vybavení). Práce budou zahrnovat přípravu mikrodisperzí, provádění viskometrických měření, zpracování a analýzu naměřených dat a případné zdokonalení používaných vyhodnocovacích programů.

Projekt je vhodný pro absolventa či absolventku chemicko-inženýrského, fyzikálně-chemického nebo jiného technického oboru. Znalosti z oblasti hydrodynamiky jsou vítány.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Transport kondenzujících látek v anorganické membráně

Školitel: Ing. Petr Uchytil, CSc.

Oddělení separačních procesů Eduarda Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem práce bude studium separace par a plynů ve nanopórech anorganických membrán. Pokud je dělena směs obsahující kondenzující plyn za určitých tlakových podmínek může dojít k jeho kondenzaci v pórech. V tomto případě lze očekávat velkou změnu separačních vlastností porézního prostředí, neboť kapalná fáze současně omezí průtok nekondenzující složky dělené směsi. Už z tohoto krátkého popisu je patrné, že transport látek ve velmi malých pórech je značně komplikovaný, avšak velmi zajímavý nejen z teoretického hlediska, ale i pro svůj praktický význam.

Experimenty budou prováděny na Vycorové membráně (sklo) a dalších anorganických membránách (zejména vícevrstvé membrány na bázi aluminy). Jako permeující látky budou použity permanentní plyny (dusík, vodík, apod.) a plyny kondenzující (např. butan, freon).

Požadavky na uchazeče:

Uchazeče očekávají experimenty, zároveň důležité bude i matematické zpracování získaných výsledků. Dále je velký prostor k teoretickému modelování transportu.

Zaměření práce by nemělo působit problémy dobrému studentu jakéhokoliv směru, ale výhodou by byl obor fyzikální či anorganické chemie.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Transport látek v  kapalném filmu

Školitel: Ing. Petr Uchytil, CSc.

Oddělení separačních procesů Eduarda. Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Projekt je zaměřen na popis transportu permeujících látek v tenkém kapalném filmu. Nejdříve bude měřen tok čistých látek, poté bude studován permeační transport binárních směsí, zejména směsí obsahujících oxid uhličitý. Oxid uhličitý patří skleníkové plyny, které poškozují atmosféru a proto jeho odstranění ze směsí se vzduchem nebo metanem patří k důležitým separačním úkolům.

Pozornost bude věnována sledování vzájemného ovlivnění látek při jejich průchodu membránou. Pro studium transportu složitějších systémů bude použita nová aparatura s detekcí pomocí plynového chromatografu či hmotnostního spektrometru.

Pro zaměření práce je výhodou studium v oboru fyzikální chemie nebo chemického inženýrství.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Termodynamická studie role terpenů při tvorbě sekundárního organického aerosolu

Školitel: Ing. Zdeněk Wagner, CSc.

Laboratoř separačních procesů Eduarda Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Terpeny, uvolňované přirozenými procesy zejména ze zeleně, a produkty jejich fotooxidace a ozonolýzy hrají významnou roli při vzniku sekundárních organických aerosolů (SOA). Mechanismus jejich vzniku však není dosud plně objasněn, protože experimentální hodnoty potřebných fyzikálně-chemických veličin nejsou v literatuře dostupné. Cílem práce je tedy měření fyzikálně-chemických vlastností, které jsou důležité pro pochopení vzniku SOA, tedy tlaků nasycených par, hustot, UV-Vis absorpce a povrchového napětí řady terpenů a jejich vodných roztoků. Tyto vlastnosti budou též popsány pomocí vhodných termodynamických vztahů.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, nebo organické chemie;
• základy programátorské gramotnosti a zkušenosti s Linuxem výhodou;
• systematický a kreativní přístup k práci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Fázové rovnováhy v soustavách polymer + rozpouštědlo

Školitel: Ing. Ivan Wichterle, DrSc.

Laboratoř separačních procesů Eduarda Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Cílem doktorské práce je studium fázových rovnovah v sytémech obsahujících polymer a rozpouštědlo, a to jak experimentálně tak teoreticky.

Rovnováha kapalina–pára se stanoví ebuliometricky dynamickou metodou nebo staticky měřením tlaku nad roztokem. Data o rovnováze kapalina–kapalina lze měřit např. turbidimetricky. Součástí disertační práce je zlepšování a vývoj nové experimentální techniky pro obtížně měřitelné systémy.

Získaná data budou korelována pomocí termodynamických modelů založených na konceptu local composition – free-volume. Data budou dále použitá pro stanovení nových interakčních parametrů strukturních skupin, jež jsou potřebné pro výpočty fázových rovnovah vycházejících ze silných předpovědních termodynamických modelů vybudovaných právě na skupinových příspěvcích.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, organické chemie/technologie;
• experimentální zručnost a vynalézavost;
• kreativní/systematický přístup a schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE / CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Transformace aerosolových částic vlivem změn v plynném prostředí

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Školitel specialista: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Aerosolové částice jsou v atmosféře všudypřítomné a ovlivňují mnoho dějů na Zemi, od globálního oteplování po lidské zdraví. Nacházejí se převážně v chemické a fuzikální rovnováze se svým okolím, ale kvůli kontinuálním změnám v atmosféře nebo během jejich transportu např. do našich plic se během své doby života mění. Proto je nutné studovat jejich chování při změnách prostředí, aby bylo možné předpovědět jejich osud a transformace, když se dostanou do atmosféry a nebo v ní vzniknou. Studie bude provedena za použití nově vyvinutého systému laminárních reaktorů, které umožní kontrolovat vlastnosti okolního prostředí částic. Jevy budou studovány za použití pokročilých metod aerosolové instrumentace včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic aerosolovým hmotnostním spektrometrem.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii ...;
• ochota experimentovat a učit se nové věci;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU LÉČIVA A BIOMATERIÁLY / CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Experimentální studium chování aerosolů při inhalaci

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Školitel specialista: Ing. Jakub Ondráček, Ph.D.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02, Praha 6-Suchdol

Práce se bude zabývat experimentálním studiem změn reálných aerosolů při změnách teploty a relativní vlhkosti. Téma má silnou vazbu na dvě aktuální témata aerosolového výzkumu: zdravotní aspekty inhalace aerosolu a vliv aerosolu na globální změny klimatu. Experimenty budou prováděny jak v laboratoři na modelových systémech, které reprezentují některé třídy atmosférických aerosolů, tak při odběrech reálných aerosolů, např. z dopravy, při spalování biomasy apod. Specifických případem bude studium léčebných inhalantů a jejich chování po vstupu do dýchacího ústrojí.

Téma je vhodné pro vysoce motivované studenty schopné pracovat samostatně se špičkovými přístroji, s předpoklady pro práci v týmu doktorandů a postdoků, s častým kontaktem s mezinárodní vědeckou komunitou v rámci evropských projektů a mezinárodních konferencí a workshopů. Pracoviště je vybaveno na špičkové evropské úrovni a samo má kapacitu konstruovat nové přístroje pro konkrétní aplikace.

Literatura:

1. Harrison R. M., van Grieken R.E.: Atmospheric Particles, John Wiley, New York, 1998.
2. Seinfeld J. H., Pandis S. N.: Atmospheric Chemistry and Physics, John Wiley, New York, 1998.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE / CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Studium transformací organických aerosolů

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr.

Školitel specialista: Ing. Tereza Trávníčková, Ph.D.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., 165 02 Praha 6-Suchdol

Sekundární organické aerosoly (SOA) jako významná součást atmosférických aerosolů ovlivňují klima Země, lidské zdraví i délku života. Vznikají po atmosférické fotooxidaci antropogenních a biogenních těkavých organických sloučenin (BVOCs) kondenzací reakčních produktů. Terpeny a isopreny patří mezi chemické látky nejčastěji zjištěné v emisích BVOC. Mohou být oxidovány do formy částečně a nízko-těkavých karbonylů, kyselin, a dalších produktů, přecházejících mezi plynnou a kondenzovanou fází. Pro správný popis těchto transformací matematickými modely je nutná znalost termodynamických a transportních vlastností těchto látek. Doktorand bude tyto jevy studovat s využitím pokročilých aerosolových zařízení včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic pomocí hmotnostní spektrometrie.

Požadavky na uchazeče:

• VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické inženýrství, fyzikální chemie, organická technologie, chemická fyzika,
  meteorologie ... ;
• ochota dělat experimentální práci a učit se novým věcem;
• schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů